VIII. Дифференциальные уравнения
Задание 1
Решить дифференциальные уравнения с разделяющимися переменными (варианты 1 – 30):
1. y′ y tg x = y 2 +1
|
( |
) |
|
|
2 |
|
3. |
|
y |
|
+1 |
||
|
x +1 y′ = x |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
5. y′ = (x2 + x)(y +1)2 7. y x y′ +1 = y2
9. y (x2 + 2x)y′ =1
11.y′ − y = 2
x3
13. |
cosy y′ = ln x − sin y ln x |
||||
15. |
x y′ − y2 = 4 |
|
|||
17. |
y e y (x + 2)d y = d x |
||||
19. |
(y2 +1)cos2 x y′ =1 |
||||
21. |
x2 −1 y′ = x |
1 − y2 |
|||
23. |
cos2 y y′ − x = 4 |
|
|||
25. |
e y (x2 − x)y′ = |
e y +1 |
|||
27. |
y′ (e3x +1)= e3x |
||||
29. |
y′ |
= |
x |
|
|
sin x |
y |
|
|||
|
|
|
2. |
y′ = (x2 +1)cos2 y |
|
|
||||||||||
4. y′ = xe x (y + 2) |
|
|
|
||||||||||
6. (x2 + 4) y′ = y |
|
|
|||||||||||
( |
|
|
|
|
) |
ln y |
y′ = cos x |
||||||
8. |
1 − sin x |
|
|||||||||||
10. |
|
dx |
|
= (x + 2)d y |
|
|
|||||||
|
y3 |
|
|
|
|||||||||
12. |
|
y′ = x(y2 + 2 y) |
|
|
|||||||||
14. |
(x2 −1) y′ = x |
y |
|||||||||||
|
|
|
( |
|
|
) |
( |
|
) |
2 y′ =1 |
|||
16. |
|
y |
|
y +1 |
|
x +1 |
|||||||
|
|
y y′ = |
( |
y − |
) |
|
+ x 2 |
||||||
18. |
|
|
1 |
1 |
|||||||||
20. |
|
|
x2 +1y′ = x tg y |
||||||||||
22. |
|
y y′ = x2 sin y |
|
|
|||||||||
24. |
y2 y′ −1 = e3x |
|
|
|
|||||||||
26. |
|
e x +1y′ = e x (y2 − y) |
|||||||||||
28. |
(y + 4) y′ = cos2 x |
||||||||||||
|
(y2 − x2 y2 ) |
1 |
|
|
1 |
||||||||
|
|
y′ = (y2 −1) |
|
||||||||||
30. |
2 |
2 |
Задание 2
54
|
|
Решить однородные дифференциальные уравнения первого |
|||||||||||||||||
порядка (варианты 1 – 30): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
1. |
x y′ = 2 y + x |
|
|
|
|
|
|
2. x y′ = 3y + 2x |
|
||||||||||
3. |
x2 y′ = y2 − x2 |
|
|
|
|
|
|
4. x y′ = x tg(y x)+ y |
|||||||||||
5. |
|
x y′ = x sin |
( |
|
x |
) |
|
+ y |
6. x y′ = xe |
y x |
+ y |
|
|||||||
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
7. |
|
y′ = cos2 (y |
x)+ y x |
8. |
x y′ = x sin2 (y x)+ y |
||||||||||||||
9. |
|
x2 y′ = y2 + x y |
|
|
|
|
|
10. |
x3 y′ = y3 + x2 y |
|
|||||||||
11. |
x y y′ = x2 + 2 y2 |
12. |
x y y′ = y2 + xy − x2 |
||||||||||||||||
13. |
x y y′ = y2 + x y + x2 |
14. |
x y y′ = 2 y2 − 4x2 |
||||||||||||||||
15. |
x2 y′ = y2 + x y + x2 |
16. |
x2 y′ = y2 + x y − x2 |
||||||||||||||||
17. |
x2 y′ = y2 − x y + x2 |
18. |
x2 y′ = y2 + 3x y + x2 |
||||||||||||||||
19. |
x2 y′ = y2 + 4x y + 2x2 |
20. |
x2 y′ = y2 − 4x y + 4x2 |
||||||||||||||||
21. |
x2 y′ = y2 + 6x y + 6x2 |
22. |
e y x y′ = e y |
x |
+ 2 + (y x)e y x |
||||||||||||||
23. |
x y′ = y ln |
y |
+ y |
|
24. |
x y′ = |
|
x |
|
+ y |
|||||||||
x |
|
sin(y |
x) |
||||||||||||||||
25. |
x y′ = |
|
x |
|
|
|
|
|
+ y |
26. |
x y′ = |
|
|
x |
|
|
+ y |
||
|
|
|
|
) |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
cos y |
x |
|
sin(2 y x) |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
( |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
27. |
x y′ = xe−y |
x |
+ y |
28. |
x2 y′ = y2 +5x y + 4x2 |
||||||||||||||
29. |
x y′ = x ctg(y |
|
x)+ y |
30. |
x y′ = x tg(y |
x)+ y |
Задание 3
Решить линейные дифференциальные уравнения первого порядка
(варианты 1 – 30): |
|
|
|
1. |
x y′ − y = x3 |
2. |
x y′ − y = x2 tg x |
3. |
y′ − y ctg x = sin x |
4. |
y′ − y ctg x = cos x |
55
5. |
x y′ − 2 y = x3 |
6. x y′ − 2 y = x3e x |
|||
7. |
|
y′ + y tg x = cos x |
8. |
y′ + y tg x = sin x |
|
9. |
x y′ − 3y = x |
10. |
x y′ − 3y = x |
5 |
|
|
|
x y′ − y = x2 e x |
|
||
11. |
12. |
x y′ − y = x |
|
||
13. |
y′ − y ctg x = sin2 x |
14. |
y′ − y ctg x =1 sin x |
||
15. |
x y′ − 2 y = x4 |
16. |
x y′ − 2 y = x3 tg x |
||
17. |
y′ + y tg x = cos2 x |
18. |
y′ + y tg x =1 cos x |
||
19. |
x y′ − 3y = x2 |
20. |
x y′ − 3y = x4 e x |
||
21. |
x y′ − y = x2 cos x |
22. |
x y′ − y = x2 |
|
|
23. |
y′ − y ctg x = sin4 x |
24. |
y′ − y ctg x = cos2 x |
||
25. |
x y′ − 2 y = x |
26. |
x y′ − 2 y = x 3 sin x |
||
27. |
y′ + y tg x = cos4 x |
28. |
y′ + y tg x = sin3 x |
||
29. |
x y′ − 3y = x4 |
30. |
x y′ − 3y = x4 cos x . |
Задание 4
|
Решить |
|
|
дифференциальные |
уравнения Бернулли |
|||||||
(варианты 1 – 30): |
|
|
|
|
|
|||||||
1. |
3y′ − y ctg x = |
sin x |
2. |
3x y′ − y = |
x2 cos x |
|
||||||
|
|
|||||||||||
|
y2 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
y2 |
||||
3. |
2 y′ + y tg x = |
cos x |
4. |
x y′ − 2 y = 2x2 e x y |
||||||||
|
|
y |
||||||||||
|
|
|
|
|
sin2 x |
|
||||||
5. |
3x y′ − 3y = x |
y2 |
6. |
2 y′ − y ctg x = |
||||||||
y |
||||||||||||
|
|
x5 |
|
|
|
|
||||||
7. |
3x y′ − 2 y = |
|
8. |
y′ + 2 y tg x = 2 cos2 x y |
||||||||
|
||||||||||||
|
|
|
y2 |
|
x y′ − 4 y = 2x 3 y |
|||||||
9. |
2x y′ − 3y = x2 y |
10. |
56
11. |
|
y′ − 2 y ctg x = 2 sin4 x |
y |
12. |
|
2x y′ − 2 y = |
x |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
3y′ + y tg x = |
|
cos4 x |
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
13. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cos x |
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
y2 |
|
|
|
|
|
|
14. |
|
3y′ − y ctg x = |
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
x2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
tg x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y2 |
||||||||||||
15. |
2x y′ − y = |
|
|
|
|
|
|
16. |
|
x y′ − 6y = 2x4 |
y |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sin x |
|
||||||||||
17. |
|
x y′ − 4 y = 2x3e x y |
|
|
18. |
|
2 y′ + y tg x = |
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
y |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
19. |
3x y′ − 3y = |
|
|
|
|
|
|
|
20. |
|
x y′ − 2 y = 2x |
y |
|||||||||||||||||||||||
|
|
y2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x3 tg x |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
22. |
|
3x y′ − 2 y = |
|
|
||||||||||||
21. |
2 y′ − y ctg x = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y2 |
|
|||||||||||||||||||||
|
y sin x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x4 e x |
||||||||||||||
|
y′ + 2 y tg x = |
|
2 |
|
y |
|
|
|
|
|
24. |
|
2x y′ − 3y = |
|
|
||||||||||||||||||||
23. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
cos x |
|
|
|
|
|
26. |
|
y′ − 2 y ctg x = 2 cos2 x y |
|||||||||||||||||||
25. |
3x y′ − y = (x |
y)2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
27. |
2x y′ − 2 y = |
x3 sin x |
|
|
|
28. |
|
3y′ + y tg x = |
sin x |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
2 |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
29. |
|
x y′ − 6y = 2x 4 cos x |
y |
30. |
|
2x y′ − y = x3 |
y |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задание 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решить задачу Коши для уравнений в полных дифференциалах |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
(варианты 1 – 30): |
( |
|
|
|
|
) |
|
|
|
( |
|
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
1. 2 |
( |
x + y |
) |
|
|
|
|
|
|
|
d y = 0 |
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
d x + 2 x + 4 y |
|
|
|
|
0 =1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
2. (y2 + 2)d x + 2(x y + y)d y = 0 |
y (0)= 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
3. (2xe y + y)d x + (x + e y + x2 e y )d y = 0 |
y (0)= 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
4. (2x y + e x )d x + (x2 + 2 y)d y = 0 |
|
|
|
y (0)= 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
57 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. |
( |
y cos x − sin x |
) |
|
d x |
+ |
( |
sin x + 2 y |
) |
d y = 0 |
|
|
y |
( |
) |
=1 |
|||||||||||||||||||||||||
( |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
||||||||||||||||||||||||||||||||
6. |
|
|
|
) |
d x + |
( |
x + cos y |
) |
d y |
= 0 |
|
|
|
( ) |
= π 2 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
1 + y |
|
|
|
|
|
|
|
|
y 0 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
7. (2x y + 3x2 )d x + (x2 + 3y2 )d y = 0 |
|
|
y (0)=1 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
8. (3x2 + y)d x + (2 + x)d y = 0 |
|
|
|
y (0)=1 2 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
( |
2 + e y |
) |
|
|
|
|
|
|
( |
|
|
|
|
|
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( ) |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
9. |
|
|
d x |
+ |
|
x +1 e y d y |
= 0 |
|
|
y |
0 |
|
= 0 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
10. |
(3x2 + ye x )d x + (e x |
|
+ 2 y)d y = 0 |
|
|
y(0)=1 |
|
) |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
11. |
( |
cos y |
− 2 sin x |
) |
d x − |
( |
|
|
|
|
|
|
) |
d y = 0 |
|
|
y |
( |
π |
2 |
= 0 |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
1 + x sin y |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
12. |
(cos x + sin y)d x + (x cos y + e y )d y = 0 |
|
|
y (0)= 0 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
13. |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( |
2x y + |
) |
|
|
= 0 |
|
|
y |
( ) |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
y2 + |
|
|
1 |
d x + |
|
1 d y |
|
|
0 = 2 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
14. |
(2 + 2x y)d x + (3 + x2 )d y = 0 |
|
|
y(0)=1 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
15. |
(2x +ye xy )d x + (xe x y + 2 y)d y = 0 |
|
|
y(0)=1 |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
16. |
(6x2 + y2 e x )d x + (2 ye x |
+1)d y = 0 |
|
|
|
y(0)= −1 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
17. |
( |
2x |
+y cos x |
) |
d x + |
( |
2 y + sin x |
) |
d y = 0 |
|
|
|
( |
) |
= 2 |
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y 0 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
18. |
(ye xy |
− sin x)d x + (xe x y |
|
+ cos y)d y = 0 |
|
|
y(0)= 0 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
19. |
(2x +y2 )d x + (2xy + 3y2 )d y = 0 |
( |
|
y(0)=1 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
20. |
( |
2 x |
+ |
3y |
) |
d x |
+ |
( |
2 y + |
|
3x |
) |
d y = 0 |
|
|
|
) |
= 0 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y |
0 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
21. |
(e y |
+ ye x )d x + (xe y |
|
+ e x + 2 y)d y = 0 |
|
|
y(0)=1 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
22. |
(2 x +ye x y )d x + (xe x y +1)d y = 0 |
|
|
y(0)= 0 |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
23. |
(2 cos 2x + e y )d x + (xe y + 2 y)d y = 0 |
|
|
y(0)= 2 |
|
58
24. |
(e x |
|
+ cos y)d x + (cos y − x sin y)d y = 0 |
|
|
y(0)= 0 |
||||||||||||||||
25. |
3x2 (1 +y)d x + (x3 + 4 y3 )d y = 0 |
|
y(0)= 2 |
|
||||||||||||||||||
26. |
(4x3 + 2x y)d x + (x2 + 3y2 )d y = 0 |
|
y(0)=1 |
|
||||||||||||||||||
27. |
(1 +ye x )d x + (e x |
+ 3y2 )d y = 0 |
|
|
y(0)=1 |
|
|
|
||||||||||||||
28. |
(2x + y)d x + (x + e y )d y = 0 |
) |
y(0)= 0 |
( |
) |
|||||||||||||||||
29. |
( |
+ cos x |
) |
d x |
+ |
( |
x + sin x − sin y |
d y = 0 |
|
|
||||||||||||
y 1 |
|
|
|
|
|
y 0 |
= π |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
y(0)= 0 . |
|
|||||
30. |
|
|
|
|
|
|
|
3x |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|||||||||||
(3y + 2)d x + |
cos |
|
d y = 0 |
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задание 6 |
|
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|
|
|||
|
Решить |
|
|
|
дифференциальные |
уравнения, |
используя методы |
|||||||||||||||
понижения порядка: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
а) метод последовательного интегрирования (варианты 1 – 8): |
||||||||||||||||||||||
1. |
y′′ = |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. |
y′′ = |
|
1 |
|
|
|
|
|
cos2 x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sin2 x |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
3. |
y′′ = |
12 x |
2 |
+ cos x |
|
|
|
|
|
|
4. |
y′′′ = 0 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
6. |
y′′ = 6x + 2 sin x |
||||||||||||||
5. |
y′′ =1 x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8. |
y′′ = x cos x |
|
|||||||||
7. |
y′′ = x sin x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
б) уравнения, не содержащие y (варианты 9 – 15): |
|
|
|
|||||||||||||||||||
9. |
x y′′ = y′ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10. |
y′′′ |
= 2 y′′ |
|
|||||||
11. |
y′′ + 2 y′ |
x = 0 |
|
|
|
|
|
|
12. |
y′′ = y′ |
x |
|
||||||||||
13. |
x y′′ = y′ + 3x2 |
|
|
|
|
|
|
|
14. |
x y′′ = y′ − 6x2 |
||||||||||||
15. |
y′′ = y′ + e x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
59
в) уравнения, не содержащие x (варианты 16, 17): 16. y′′ = 2 y y′ 17. y′′ = (y′)2
г) уравнения, содержащие полные производные (варианты 18 – 25):
18. |
x2 y′′ + 2 x y′ = 2x |
19. |
y y′′ + (y′)2 = cos x |
||||||||||||||
20. |
x y′′ + y′ = 3x2 |
21. |
|
x y′′ + y′ = xe x + e x |
|||||||||||||
22. |
y y′′ + (y′) |
2 =1 |
23. |
|
y y′′ − (y′)2 |
|
= − |
1 |
|
||||||||
|
x y′′ − y′ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
24. |
= x |
|
y |
2 |
|
|
x |
2 |
|
||||||||
x2 |
|
|
|
25. |
|
x y′′ + y′ = 2x |
|
|
|
||||||||
г) однородные уравнения (варианты 26 – 30): |
( |
) |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
( |
|
|
|
) |
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|||
26. |
y y′′ = |
( |
y |
′ |
) |
27. |
|
y y′′ = |
2 y′ |
) |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
2 + y2 |
|
|
|
( |
2 + y2 |
|
|
|||||
28. |
y y′′ = |
|
y |
′ |
|
29. |
|
y y′′ = |
2 y′ |
|
|
|
|||||
30. |
y y′′ = (y − y′)2 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задание 7
Найти общее решение линейных однородных дифференциальных уравнений (варианты 1 – 30):
1.y′′′ = 0
2.y′′′ − 3y′′ + 3y′ − y = 0
3.y′′′ + 3y′′ + 3y′ + y = 0
4.y′′′ − 6y′′ +12 y′ −8y = 0
5.y′′′ + 6y′′ +12 y′ +8y = 0
6.y′′′ − 2 y′′ + 2 y′ = 0
7.y′′′ − 3y′′ + 4 y′ − 2 y = 0
8.y′′′ + y′′ − 2 y = 0
9.y′′′ − y′′ + 2 y = 0
10.y′′′ + 3y′′ + 4 y′ + 2 y = 0
11.y(4) + 2 y′′′ − 3y′′ − 4 y′ + 4 y = 0
60
12.y(4) − 6y′′′ +13y′′ −12 y′ + 4 y = 0
13.y(4) − 2 y′′′ − 3y′′ + 4 y′ + 4 y = 0
14.y(4) + 6y′′′ +13y′′ +12 y′ + 4 y = 0
15.y(4) − 2 y′′ + y = 0
16.y(4) − 2 y′′′ + y′′ + 2 y′ − 2 y = 0
17.y(4) + 2 y′′′ + y′′ − 2 y′ − 2 y = 0
18.y(4) − 4 y′′′ + 4 y′′ + 4 y′ −5y = 0
19.y(4) + 4 y′′′ + 4 y′′ − 4 y′ −5y = 0
20.y(4) − 2 y′′′ + 4 y′′ + 2 y′ −5y = 0
21.y′′′ −5y′′ +8y′ − 4 y = 0
22.y′′′ + y′′ − y′ − y = 0
23.y′′′ + 3y′′ − 4 y = 0
24.y′′′ − 7 y′′ +15y′ − 9 y = 0
25.y′′′ + 5y′′ + 3y′ − 9 y = 0
26.y′′′ − 6y′′ +11y′ − 6y = 0
27.y′′′ − 7 y′ + 6y = 0
28.y′′′ − 2y′′ −5y′ + 6y = 0
29.y′′′ + 4 y′′ + y′ − 6y = 0
30.y′′′ − 4 y′′ + y′ + 6y = 0
Задание 8
|
Решить задачу |
Коши |
|
для |
дифференциального уравнения |
||||||
y′′ − y′ − 2 y = f |
( |
x |
) |
( |
) |
|
( |
) |
=1 (варианты 1 – 30): |
||
|
|
, если y 0 |
|
= 0; y′ |
0 |
||||||
1. |
f (x)= e x cos x |
|
|
|
|
|
|
|
2. |
f (x)= e x sin x |
|
3. |
f (x)= e2 x cos x |
|
|
|
|
|
|
4. |
f (x)= e2 x sin x |
||
5. |
f (x)= e−x cos x |
|
|
|
|
|
|
6. |
f (x)= e−x sin x |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
61 |
|
|
7. |
f (x)= e x cos2x |
8. f (x)=e x sin 2x |
|
9. |
f (x)= x e−x |
10. |
f (x)= x e2x |
11. |
f (x)= x e x |
12. |
f (x)= 2x e x |
13. |
f (x)= x e−2 x |
14. |
f (x)= 2x e2 x |
15. |
f (x)= 2x e−x |
16. |
f (x)= x2 e−x |
17. |
f (x)= e−x cos2x |
18. |
f (x)=e−x sin 2x |
19. |
f (x)= e−2 x cos x |
20. |
f (x)= e−2 x sin x |
21. |
f (x)= 2xe2 x |
22. |
f (x)= 2x e−2x |
23. |
f (x)= x 2 e−x |
24. |
f (x)= x 2 e x |
25. |
f (x)= 2 e−x |
26. |
f (x)=e−2x cos 2x |
27. |
f (x)=e2x cos 2x |
28. |
f (x)= e2 x sin 2x |
29. |
f (x)= x cos x |
30. |
f (x)= 2x sin x |
Задание 9
Найти общее решение однородной системы дифференциальных уравнений (варианты 1 – 30):
x&
1.y&
x&
3.y&
x&
5.y&
x&
7. y&
=4x − y
=2x + y
=−x − y
=2x − 4 y
=2x + y
=x + 2 y
=x + 2 y
=2x + y
x&
2.y&
x&
4.y&
x&
6.y&
x&
8. y&
=4x −2 y
=7x −5y
=2x + 2 y
=2x − y
=3x − 2 y
=6x −5y
=−x −3y
=2x + 4 y
62
|
x = 2x −2 y |
9. |
& |
& |
|
|
y = 2x −3y |
|
x = x − y |
11. |
& |
& |
|
|
y = x + y |
|
x = 2x − y |
13. |
& |
& |
|
|
y = x + 2 y |
|
x = 2x −3y |
15. |
& |
& |
|
|
y = 3x + 2 y |
|
x = x −3y |
17. |
& |
& |
|
|
y = 3x + y |
|
x = 2x −17 y |
19. |
& |
& |
|
|
y = x + 4 y |
|
x = 3x − 2 y |
21. |
& |
& |
|
|
y = 2x − y |
|
x = x − y |
23. |
& |
& |
|
|
y = x +3y |
|
x = 2x − y |
25. |
& |
& |
|
|
y = x + 4 y |
|
x = 2x −2 y |
27. |
& |
& |
|
|
y = 2x + 6 y |
x& = 2x −3y
29.y& = 3x +8 y
|
x = 3x −2 y |
10. |
& |
& |
|
|
y = 2x − 2 y |
|
x = x − 2 y |
12. |
& |
& |
|
|
y = 2x + y |
|
x = 2x −2 y |
14. |
& |
& |
|
|
y = 2x + 2 y |
|
x = 2x −5y |
16. |
& |
& |
|
|
y = x + 4 y |
|
x = 2x − 2 y |
18. |
& |
& |
|
|
y = x + 4 y |
|
x = 2x −8 y |
20. |
& |
& |
|
|
y = 2x + 2 y |
|
x = x − 2 y |
22. |
& |
& |
|
|
y = 2x −3y |
|
x = x −3y |
24. |
& |
& |
|
|
y =3x −5 y |
|
x = x −4 y |
26. |
& |
& |
|
|
y = 4x −7 y |
|
x = x −5y |
28. |
& |
& |
|
|
y = 5x −9 y |
x& = x −6 y
30.y& = 6x −11y
63
Задание 10
Найти общее решение неоднородной системы дифференциальных уравнений (варианты 1 – 30):
x& = 3x −2 y 1. y& = 2x − y +t
x& = x − y
3. y& = x +3y +sin t
x& = 2x − y 5. y& = x + 4 y −t
x& = 2x −2 y +sin t
7. y& = 2x +6 y
x& = 2x −3y 9. y& = 3x +8 y +t
x& = 4x − y 11. y& = 2x + y −t
x& = −x − y
13. y& = 2x −4 y +sin t
x& = 2x + y −et
15.
y& = x + 2 y
x& = x + 2 y 17. y& = 2x + y −2t
x& = 2x − 2 y
19.
y& = 2x −3y + et
x& = x − y + t
21.y& = x + y
x& =
2.
y& =
x& =
4.y& =
x& =
6.
y& =
x& =
8.y& =
x& =
10.
y& =
x& =
12.
y& =
x& =
14.y& =
x& =
16.y& =
x& =
18.y& =
x& =
20.y& =
x& =
22. y& =
x − 2 y
2x −3y + et x −3y
3x −5 y + cos t x − 4 y
4x − 7 y − et x −5y
5x −9 y −cos t x −6 y
6x −11y −et
4x − 2 y
7x −5 y + 2et
2x + 2 y
2x − y +t
3x −2 y
6x −5 y +1
−x −3y
2x + 4 y +t
3x − 2 y −t
2x −2 y +1 x − 2 y − 2t 2x + y
64
x& = 2x − y
23.
y& = x + 2 y + et
x& = 2x −3y
25. y& =3x + 2 y + sin t
x& = x −3y 27. y& =3x + y −t
x& = 2x −17 y 29. y& = x + 4 y − 2t
x& = 2x − 2 y
24.y& = 2x + 2 y − 2t
|
x = 2x −5 y |
|
|
||
26. |
|
& |
|
|
|
& |
+ 4 y + cos t |
||||
|
y = x |
||||
|
|
& |
|
|
t |
28. |
x = 2x − 2 y + 2e |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
& |
+ 4 y |
|
|
|
y = x |
|
|
||
|
x = 2x −8 y |
|
|
||
30. |
|
& |
|
|
. |
|
|
|
t |
||
|
|
& |
|
|
|
|
y = 2x + 2 y + e |
|
|
65